能源作物与粮食作物的用地之争.docx

2014年X月 总第XX期(能源与资源战略系列报告 ERS2014XX)能源作物与粮食作物的用地之争？-- 基于农作物选择模型和美国微观数据的分析和预测谢伦裕 （中国人民大学国家发展与战略研究院）人大国发院简介国家发展与战略研究院(简称国发院)是由中国人民大学主办的独立的校级研究机构。国发院以中国人民大学在人文社会科学领域的优势学科为依托，以项目为纽带，以新型研究平台、成果转化平台和公共交流平台为载体，组建跨学科研究团队对中国面临的各类重大社会经济政治问题进行深度研究，以达到“服务政府决策、引领社会思潮、营造跨学科研究氛围”的目标。国发院通过学术委员会和院务会分别对重大学术和行政事务进行决策。目前由纪宝成教授担任名誉院长兼学术委员会主任，陈雨露校长担任院长，刘元春教授担任执行院长。地址：北京市海淀区中关村大街59号中国人民大学国学馆(紧邻新图书馆)电话：010站：http://NADS.Email: nads_ruc@126.com，nads@目 录摘要41 引言52 文献综述73 数据94 实证模型185 参数估计及结果236 能源作物的加入247 结束语26参考文献29摘要能源作物近年得到了快速发展，对于中国而言尚属陌生事物，本报告以美国中西部农业大州的主要能源作物——芒草的发展为例，分析了农民对能源作物种植的选择，并考察了能源作物与传统作物之间的替代性关系。美国芒草种植的经验和基本规律可为我国研判美国能源作物发展方向提供基础；同时，本报告的模型还可直接应用于中国能源作物种植用地研究，为预测我国生物质能，尤其是纤维素乙醇的生产所将带来的影响提供实证分析框架。利用计量经济学模型和微观数据，本报告预测芒草（Miscanthus x Giganteus，能源作物，一种纤维素乙醇原料）进入市场后，农作物用地面积的变化，以量化能源作物与粮食作物的土地之争。首先，本报告采用受限因变量局部回归（Limited Dependent Variable Local Regression）解释农民的农作物选择决策；然后，基于BioCro模型预测芒草产量，并将其作为一种新的农作物引入模型；最后，基于5%的土地需要种植芒草这一假设，预测芒草种植区的分布情况。研究结果发现，不到20%的芒草种植区会来自主要农作物用地。该结果说明，在农民对农作物进行自由选择以最大化生产利润这一市场机制下，芒草与农作物的“用地之争”并不激烈。相反，得益于其对低质量土壤的良好适应性，芒草可被广泛种植于边际土地。这使得芒草不仅在生物能源领域拥有巨大的经济价值，同时在生态环保方面也具有很大的开发潜力。1引言中国在经历三十年经济高速增长后的今天，面临着经济增长和环境保护的双重压力。改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生清洁能源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。生物质能源既有助于促进能源多样化，增进能源安全，亦能减少温室气体排放，缓解经济增长对环境的压力。而农业生物质能的利用还能减少农民在能源方面的支出（比如农村沼气建设），增加农民收入（比如能源作物种植），解决农村环境污染问题（比如收集并利用农作物秸秆、畜禽粪便等）。因此，农业生物质能的开发和利用，对我国同时解决经济增长，环境问题，和三农问题，具有重要意义。农业生物质能发展的重要意义早已得到国际共识。早自2001年起，以美国，巴西为代表的西方国家就开始大力推行生物燃料发展计划。生物燃料工业进入发展热潮。我国从2002年开始生物燃料生产，建立了四家以消化陈化粮为主的乙醇燃料生产企业。然而，乙醇燃料的快速发展使得世界粮食需求，尤其是玉米需求急剧增加，带动粮食价格快速上涨，粮食安全受到威胁。从2007年起，中国政府开始限制以粮食为原料的燃料乙醇的生产，并鼓励发展非粮生物燃料。其他国家的乙醇燃料生产也随着生物质能生产技术的发展逐步向纤维素乙醇方向转变。纤维素乙醇的潜在原料--芒草（Miscanthus）和柳枝稷（Switchgrass）相对于玉米等第一代能源作物来说，其优势在于对土壤质量的低要求。芒草和柳枝稷可被种植于边际土地上，例如草场，荒山等，且收获季节与粮食作物不同，不会影响到农业机械的使用。Popp（2007）研究发现在阿肯萨斯州用柳枝稷生产乙醇可以提高产量，改善泥土质量，并且肥料、劳动力等投入支出少于其他适合在该地种植的农作物。因此，从理论上来说，芒草等新一代能源作物不存在着“与粮争地”的问题，因而对粮食安全不会造成影响。但是，在市场机制下，农民是否会使用主要农作物用地种植芒草等能源作物，在现实生活中还没有确定的答案。而对该问题的回答，直接影响到国家对未来生物燃料原料的选择，对保证粮食安全和能源安全都具有重大意义。因此，本报告基于对农民粮食作物种植行为的分析和对芒草产量